大家可能都聽說過激光矯正視力手術(shù)（laser-assisted in situ keratomileusis，簡(jiǎn)稱LASIK），它為患者提供了戴眼鏡之外的另一種選擇，幫助數(shù)以千萬計(jì)的人改善了視力。

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)校醫(yī)院因?yàn)樵谶@方面特別強(qiáng)，甚至還經(jīng)常被人們稱為眼科醫(yī)院。然而，最近我才知道，科大和LASIK的關(guān)系還不止于此，這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)明跟一位科大師兄有密切關(guān)系。什么關(guān)系呢？他是第一個(gè)小白鼠。

1993年，科大81級(jí)近代物理系校友杜德濤在美國(guó)密歇根大學(xué)超快光科學(xué)中心實(shí)驗(yàn)室讀博士。有一天，他在測(cè)試飛秒激光對(duì)石英玻璃的損傷時(shí)，一不小心掀開了護(hù)目鏡，一束激光反射進(jìn)了他的右眼。幸好這束激光的能量不強(qiáng)，因?yàn)檫@是飛秒超快激光，所以他沒有感到任何不適。雖然如此，杜德濤的導(dǎo)師熱拉爾?穆魯（Gérard Mourou）教授還是趕快讓他去醫(yī)院檢查。

真正奇妙的事發(fā)生在這里。醫(yī)生羅恩?庫爾茨（Ron Kurtz）發(fā)現(xiàn)這束激光在杜德濤視網(wǎng)膜上打出了一系列針點(diǎn)，但這些針點(diǎn)特別小特別圓，是一個(gè)個(gè)完美的圓，跟以前見到的激光打出的傷斑完全不同（https://www.goldengooseaward.org/01awardees/lasik）。

于是他驚訝地問杜德濤：“你們用的是什么激光？”杜德濤疑惑：“你為什么要問這個(gè)？”庫爾茨回答：“因?yàn)槟愕膿p傷是完美的?！?/p>

幾天以后，庫爾茨就向穆魯申請(qǐng)來他的實(shí)驗(yàn)室工作，探索飛秒激光在眼科的應(yīng)用。從此，杜德濤就和庫爾茨一起研究。他們發(fā)現(xiàn)飛秒激光能在極短時(shí)間聚焦于角膜組織內(nèi)狹小的空間，讓生物組織電離，產(chǎn)生無數(shù)微小的氣泡，實(shí)現(xiàn)極其精密的組織切割。

1994年，杜德濤和庫爾茨在加拿大一場(chǎng)光學(xué)會(huì)議上講述這項(xiàng)研究，引起了加州大學(xué)爾灣分?？茖W(xué)家蒂博爾?尤哈斯（Tibor Juhasz）的注意。尤哈斯也是他們的同門，以前在穆魯?shù)膶?shí)驗(yàn)室作過博士后，只是當(dāng)時(shí)穆魯在羅切斯特大學(xué)，而不是密歇根大學(xué)。尤哈斯也在做激光手術(shù)的研究，只是沒有用過飛秒激光，所以效果不佳。這次會(huì)面之后，穆魯就邀請(qǐng)尤哈斯這位前博士后來到密歇根大學(xué)，再次一起研究。

到這里，我們總共提到了四個(gè)人：杜德濤、穆魯、庫爾茨、尤哈斯。還有一位重要人物唐娜·斯特里克蘭（Donna Strickland），她也是穆魯教授的研究生。她并沒有直接參與飛秒LASIK的研發(fā)，但她和穆魯一起發(fā)明了這項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ)，叫做啁啾脈沖放大（chirped pulse amplification，簡(jiǎn)稱CPA）。這項(xiàng)成果讓她和穆魯?shù)玫?018年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。是的，他倆得了諾貝爾獎(jiǎng)！理由是“因?yàn)樗麄兊漠a(chǎn)生高強(qiáng)度、超短激光脈沖的方法”（for their method of generating high-intensity, ultra-short optical pulses）。在諾貝爾獎(jiǎng)網(wǎng)站中還特別提到啁啾脈沖放大有許多應(yīng)用，包括眼科矯正手術(shù)（https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2018/mourou/facts/）。

這位斯特里克蘭女士特別值得一提，因?yàn)樗梢运阕餍疫\(yùn)值爆棚的代表。在博士畢業(yè)后，她一直沒有做出特別重要的成果，論文發(fā)的也不多。原本即將在加拿大滑鐵盧大學(xué)以副教授身份退休，突然收到斯德哥爾摩的電話，說她得諾貝爾獎(jiǎng)了！這是什么樣的人生體驗(yàn)！正如《唐伯虎點(diǎn)秋香》的名言，人生大起大落得太快，實(shí)在太~刺激了！

另外三位沒得諾貝爾獎(jiǎng)的也沒吃虧。2022年9月，所有這五個(gè)人獲得了美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)（AAAS）等幾家組織頒發(fā)的金鵝獎(jiǎng)（Golden Goose Awards），照片中那個(gè)中國(guó)人面孔十分顯眼。此前很少有人知道杜德濤在LASIK中的貢獻(xiàn)，現(xiàn)在終于公諸于世。

不過杜德濤本人并沒有在LASIK的路上繼續(xù)走下去。他博士畢業(yè)后進(jìn)入了工業(yè)界，從超快工業(yè)激光器到激光微加工制藥，再到光纖通訊，再到激光雷達(dá)、激光等離子體診斷等等，一直跟激光有關(guān)。近年來，他和大學(xué)同班同學(xué)陳如新博士回到北京，加上另一位同班同學(xué)張自力博士一起創(chuàng)業(yè)，成立了專注于自動(dòng)駕駛激光雷達(dá)的睿鏃科技。而穆魯教授也欣然接受了杜德濤的邀請(qǐng)，擔(dān)任該公司的科學(xué)委員會(huì)主席。

數(shù)十年來，杜德濤很少公開談及他在飛秒LASIK手術(shù)發(fā)展歷程中的角色。因?yàn)槎诺聺羌す鈱＜遥車娜藗兘?jīng)常會(huì)問他是否了解飛秒LASIK手術(shù)。只有這時(shí)候，他們才會(huì)陡然意識(shí)到眼前這個(gè)人就是那項(xiàng)偉大發(fā)明的核心人物之一，是應(yīng)該被寫入教材的人物。

我不久前看到這個(gè)故事的時(shí)候，想起了毛姆的名著《刀鋒》的結(jié)尾，所有人都奇妙地得償所愿。此外，我還想起了我的科大師叔、中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員曹則賢老師的一篇神文《當(dāng)我發(fā)現(xiàn)那個(gè)物理大神是鄰村大爺時(shí)》。

曹則賢

曹則賢老師和我以及所有上過高中的人，都聽說過一個(gè)原子物理中的洪特定則（Hund's rule），說的是電子在原子中的排列遵循以下規(guī)則：（1）總自旋S越大，能量越低；（2）S相等的情況下，總軌道角動(dòng)量L越大，能量越低；（3）在S和L都相等的情況下，對(duì)于未滿半殼層或剛好半滿的殼層，總角動(dòng)量J越小能量越低；否則，J越大能量越低。如果你是一個(gè)勤于思考的人，你就會(huì)嘀咕，這都是什么亂七八糟的，為什么要死記硬背這么多？這些規(guī)則的道理何在？

實(shí)際上，曹則賢老師后來知道了，洪特在1925年提出的這個(gè)定則只是個(gè)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，并沒有嚴(yán)密的理論基礎(chǔ)，所以也存在反例。既然如此，這個(gè)懸案在他的心里就放下了，他再也沒想過洪特是誰。當(dāng)時(shí)在他的心里，洪特就和書里出現(xiàn)的牛頓、法拉第、庫倫、奧斯特等等一樣，只是一個(gè)怪異的外國(guó)名字而已。

Friedrich Hund

我需要補(bǔ)充一下，洪特在我的專業(yè)量子化學(xué)里非常著名，因?yàn)樗兔绹?guó)科學(xué)家馬利肯（Robert Sanderson Mulliken）一起提出了分子軌道理論，這是目前最常用的第一性原理計(jì)算方法之一。奇妙的是，1966年馬利肯因?yàn)榉肿榆壍览碚摣@得了諾貝爾獎(jiǎng)，但只發(fā)給了他一個(gè)人！沒有同時(shí)頒給洪特，這令馬利肯也大惑不解。他一再聲稱分子軌道理論是他和洪特共同的成就，這個(gè)理論也常常被稱為馬利肯-洪特方法。

讓我們回到曹則賢老師的故事。他碩士畢業(yè)后到德國(guó)凱澤斯勞滕（Kaiserslautern）大學(xué)留學(xué)。1997年4月1日中午，他下班時(shí)像往常一樣走向電梯，卻突然看到電梯口貼著一張訃告，上面寫的是 “我們尊敬的Friedrich Hund 教授不幸于日前去世，享年101歲……洪特教授以洪特規(guī)則而聞名于世……” (大意) 。

曹則賢老師一直記得自己當(dāng)時(shí)的震驚：天哪，我原子物理課上學(xué)的洪特定則里的那個(gè)洪特，這些年居然一直活著，還就在離我上學(xué)的學(xué)校不遠(yuǎn)的地方？！第一次，我感覺到為我們創(chuàng)造物理學(xué)的那些神一樣的人物竟然可以是活的，可以是鄰村的大爺。這太鼓舞人心了。原來，物理學(xué)的創(chuàng)造是可以離我們普通人那么近的。大約是從那時(shí)刻起，我決定當(dāng)一個(gè)好學(xué)生。人家辛辛苦苦給我們創(chuàng)造了那么美妙的物理，咱就抽空學(xué)學(xué)還不認(rèn)真點(diǎn)兒？